ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пробой диэлектриков из "Справочник по электрическим материалам Том 1 " Электрическая изоляция не может выдерживать приложение к ней неограниченно высокого напряжения. Если мы будем повышать приложенное к изоляции напряжение, то рано или поздно произойдет пробой изоляции при этом ток утечки (ток проводимости), идуш пй через изоляцию, чрезвычайно резко возрастает, а сопротивление изоляции соответственно снижается, так что практически получается короткое замыкание между электродами, с помощью которых подведено к изоляции напряжение. Схематически зависимость тока через изоляцию от напряжения I (17) ( вольт-ампернал характеристика изоляции ) может быть представлена графиком рис. 1-38. Точка Я графика, для которой ёЦШ = оо, соответствует моменту пробоя. Наибольшее значение /цр напряжения, которое было приложено к изоляции в момент пробоя, называется пробивным напряжением. [c.47] Пробивное напряжение электрической изоляции зависит от ее толщины, т. е. расстояния между электродами чем толще слой электроизоляционного матерпала, тем выше пробивное напряжение этого слоя. Однако слои одной и той же толщины, но различных электроизоляционных материалов имеют различные значения пробивного напряжения. Это дает основание для введения параметра диэлектрического материала, определяющего его способность противостоять пробою — электрическая прочность (нестандартные названия электрическая крепость, пробивная прочность, пробивная напряженность) Епр. [c.47] Определяя в формуле (1-118) 7пр в вольтах, ah — в метрах, получаем единицу СИ для электрической прочности — вольт на метр (В/м). Часто применяемая на практике единица электрической прочности кВ/мм пли В/мкм равновелика единице СИ — МВ/м. Иногда Ещ, измеряется также в В/см, кВ/см и тому подобных единицах. [c.48] В литературе США нередко встречается единица — вольт на мил (V/mil). Так как 1 мил есть 1/1 ООО дюйма, то 1 В/мил=1 кВ/дюйм = 39,3 кВ/м 1 кВ/м = 25,4 В/мил. [c.48] Для падежной работы любого электротехнического устройства рабочее напряжение его изоляции С/рад должно быть существенно меньше прооивного напряжения /пр. Отношение /пр/ /раб называют коэффициентом запаса электрической прочности изоляции. [c.48] Физическая природа пробоя. По физической сущности развития пробоя различают несколько видов основные из них чисто электрический, электро-тепловой, электромеханический, электрохимический и ионизационный пробой. [c.49] Чисто электрический ( собственный ) пробой представляет собой непосредственное разрушение структуры диэлектрика силами электрического поля, воздействующтп на электрически заряженные частицы в диэлектрике. [c.49] Величина электрической прочности при чисто электрическом пробое (называемая иногда собственной или внутренней электрической прочностью) хотя и не является строго определенной, все же обычно изменяется для данного материала в более узких пределах, чем, например, электрическая прочность при электротепловом пробое, и в большей мере может считаться параметром материала. [c.49] Электротепловой пробой связан с нагревом изоляции в электрическом поле благодаря диэлектрическим потерям ( 1-4). Этот вид пробоя развивается следующим образом когда на диэлектрик подается напряжение, в нем выделяется тепло потерь и температура его повышается, вследствие чего потери еще более увеличиваются, и процесс идет, таким образом, все усиливаясь, и, в конце концов, диэлектрик может быть сильно изменен (может произойти расплавление, обугливание и т. п. в зависимости от природы материала) или каким-либо иным образом его собственная электрическая прочность снизится настолько, что произойдет пробой. При этом даже нет надобности в том чтобы был сильно разотоет весь объем диэлектрика между электродами для возникновения пробоя достаточно, чтобы разогрелось какое-нибудь место диэлектрика, в котором теплоотдача хуже или удельные потери повышены, а средняя температура всего объема диэлектрика может оставаться мало отличающейся от начальной, имевшей место до приложения к диэлектрику напряжения. [c.50] Если удельная активная проводимость [по формуле (1-11) в случае постоянного напряжения или же по формуле (1-99) в случае переменного напряжения] мала и температурный коэффициент ее невелик, а условия отвода тепла в окружающую среду достаточно хороши, установится равновесие между выделяющимся в диэлектрике теплом и его отводом в окружающую среду и диэлектрик будет длительно работать под напряжением, не пробиваясь. В том случае пробой может произойти лишь при дальнейшем иовьппении напряжения. Если же отвод тепла в окружающую среду исключен, то даже незначительнее напряжение, приложенное к диэлектрику, через достаточно большое время должно вызвать пробой. [c.50] Очевидно, что развитие электротеплового пробоя, связанное С накоплением в диэлектрике тепла, требует некоторого времени — тем большего, чем меньше приложенное к диэлектрику напряжение. [c.50] Зависимость пробивного напряжения от временп приложения напря--жения ( экспозиции ) при электротепловом механизме пробоя показана на рис. 1-42. Если мы приложим к диэлектрику напряжение на промежуток времени меньший, чем и затем напряжение снимем, то диэлектрик еще не успеет разогреться и не будет пробит. Диэлектрик способен неограниченно долго выдерживать напряжение, величина которого меньше величины 11 , к которой асимптотически стремится 7пр при увеличении I. [c.50] Формула (1-121) показывает, что при электротепловом пробое пробивное напряжение зависит как от частоты приложенного напряжения, уменьшаясь при возрастании /, так и от температуры окружающей среды (начальной рабочей температуры диэлектрика), уменьшаясь с возрастанием этой температуры (так как при этом увеличивается бц). [c.51] У неоднородных тонких материалов (бумага, лакоткань и т. п.) уменьшается с увеличением площади электродов, что объясняется увеличением вероятности попадания под электроды слабых мест диэлектрика. [c.52] Электромеханический пробой, который может наблюдаться, например, у хрупких материалов в сильно неоднородном электрическом поле, подготовляется механическим разрушением материала (образованием макроскопических трещин) силами электрического поля (давлением электродов). [c.52] Электрохи.чический пробой — вид медленно развивающегося пробоя, связанного с химическим изменением материала в электрическом поле (пример — прорастание металлических древовидных побегов — д е и д р и т о в в результате электролиза). [c.52] Ионизационный пробой объясняется действием на диэлектрик химически агрессивных веществ, образующихся в газовых порах диэлектрика прп частичных разрядах, а также эрозией диэлектрика на границе пор ионами газа. [c.52] Вернуться к основной статье